структуре пучков лучей, образующих изображение, недостаточно ограничиться выполнением расчетов и оценкой аберраций системы лишь в в меридиональном сечении. Как в стадии коррекции системы, так и при сопоставлении полученных вариантов расчета необходима оценка аберраций внемеридиональных лучей.

Если же свойства рассчитываемого типа анастигмата уже известны, то, как показывает наш опыт сопоставления материалов расчета и данных лабораторных испытаний, во многих случаях достаточно ограничиваться расчетами лучей широких внемеридиональных пучков лишь в главном сагиттальном сечении для различных углов поля зрения Этих же данных обычно достаточно для сравнения аберраций рассчитанного варианта объектива с аберрациями уже существующих образцов. Конечно, по мере повышения требований к оптическим качествам создаваемых объективов указанный объем сведений подчас оказывается недостаточным.

В частности, создание современных высокоортоскопических топографических широкоугольных объективов Ортогон (см. главу VI), дисторсия которых не превышает нескольких микрометров, потребовало тщательной коррекции аберраций широких наклонных пучков для лучей нескольких длин волн - в пределах области спектральной чувствительности приемника изображений.

Наконец, появление ЭВМ сделало возможным не только выполнение аберрационных расчетов, но и вычисление коэффициентов передачи модуляций для того диапазона частот, в пределах которых предназначена работать оптическая система.

Результаты расчета аберраций обычно даются в виде таблиц и графиков, для представления которых немаловажное значение и^ет соответствующий выбор масштаба. Неудачный выбор масштаба может иногда оказаться причиной неточных выводов о состоянии коррекции системы.

Как показывает опыт, в зависимости от величины остаточных поперечных аберраций объектива, рекомендуется масштаб 100 : 1, т. е. 1 см соответствует поперечной аберрации 0,1 м в объективах со сравнительно невысокой коррекцией аберраций; масштаб 200 : 1,т. е. 1 см соответствует поперечной аберрации 0,05 мм в объективах с обычной (нормальной) коррекцией и, наконец, масштаб 500 : 1 (а иногда и 1000 : 1) в высококорригированных системах, в которых 1 см соответствует поперечной аберрации 0,02 мм (а иногда и 0,01 мм).

В области аберраций третьего порядка коррекция объектива характеризуется приводимыми в таблицах величинами коэффициентов аберраций. Чем лучше корригирована система, тем меньше численные значения этих коэффициентов.

Состояние коррекции осевого пучка характеризуется численными значениями и графиками продольной и поперечной сферической аберрации, продольной хроматической аберрации, величинами отступления от обобщенного условия синусов, величинами хроматических разностей сферических аберраций и данными о вторичном спектре.

Сферическая аберрация и отступление от обобщенного условия синусов (Штебле-Лигоцкого) в объективах достаточно большого относи-

тельного отверстия обычно вычисляются для четырех лучей пучка с координатами:

н > ]/тЛкр> l/тАкр у/Ч Лкр*

Хроматические разности сферических аберраций обычно вычисляются для трех лучей с координатами Лкр, j/ JLftKp и 0 для тех длин волн,

для которых производится ахроматизация объектива.

Для характеристики кор-w*Miiiw-o* whm\ ш^-го* рекции внеосевых пучков при-

т т водятся таблицы и графики по-

ложений фокусов бесконечно тонких астигматических пучков для различных углов поля зрения, данные о дисторсии объектива, аберрации широких наклонных пучков в меридиональном и сагиттальном сечениях, хроматические разности величин изображений и хроматические аберрации лучей широких наклонных пучков нескольких наклонов (в зависимости от величины поля зрения объектива): для пучков двух наклонов - у объективов с малым полем зрения; двух-трех наклонов - у объективов, поле зрения которых 60-70°, и четырех-пяти наклонов - у широкоугольных систем.

Аберрации широкого наклонного пучка определяются на основании расчета пяти-семи лучей для меридионального сечения и двух (иногда трех) лучей - сагиттального сечения.

Для удобства оценки аберраций широких наклонных пучков в некоторой предполагаемой плоскости наилучшей установки рекомендуется на графиках поперечных аберраций наклонных пучков (определенных относительно плоскости Гаусса) проводить вспомогательные наклонные прямые аа (рис. IV, 12), параллельные прямой аа, нанесенной на графике поперечной сферической аберрации осевого пучка (wx = 0°), определяющей вероятное положение плоскости наилучшей установки для точки на оси. Если сферическая аберрация для края зрачка корригирована, как показывает опыт, величина смещения этой плоскости Д достаточно точно может быть определена из формулы:

Рис. IV, 12, Графики аберраций широких пучков лучей

А 0,8 As

зоны

(IV,46)

где As30HbI - продольная сферическая аберрация для зоны зрачка /~2~ яр

Для удобства отсчета аберраций в смещенной плоскости проводимая прямая аа должна пересекать кривую аберраций наклонного пуч-

ка. Откладывая по оси абсцисс значения 8g (или 6G для сагиттального сечения), определенные в плоскости Гаусса, а по оси ординат- углы и' (или, еще лучше, tg и') лучей с оптической осью, легко видеть, что в такой системе координат наклон прямой аа относительно оси ординат связан с величиной смещения плоскости установки Д относительно плоскости Гаусса следующей зависимостью:

A =4r. (IV.47)

igi/j - tgu2

где 8g\; tgu2\ bg2 ;tg u2 - координаты любой пары точек, взятых на прямой аа!. Аберрации 6g\ отнесенные к некоторой смещенной плоскости, могут быть получены, если отсчитывать величины абсцисс 8g не от вертикальной оси, а от прямой аа.

Таким приемом исключается необходимость специальных построений графиков аберраций для нескольких плоскостей установки для суждения о распределении аберрационных фигур рассеяния в этих плоскостях.. Ориентировочная же оценка влияния смещения плоскости установки оказывается, вместе с тем, необходимой, поскольку вероятное положение плоскости наилучшего изображения возможно указанным способом определить лишь приближенно.

Метод расчета и способы оценки аберраций различных вариантов рассчитываемых объективов были впервые применены автором в начале 40-х годов при разработке светосильных широкоугольных анастигматов Уран . Большая помощь автору при развитии методики и анализе результатов лабораторных испытаний иностранных и создаваемых отечественных объективов была оказана в те годы Е. Яхонтовым.

До сих пор анастигматы Уран , имея весьма гибкую и универсальную оптическую схему, применяются во многих областях. Они были разработаны за истекшие годы в различных вариантах - соответственно различным оптическим характеристикам: от Урана с фокусным расстоянием 13 мм, отверстием 1 : 2,5 и полем зрения 56°, масса которого около 20 г, до анастигмата той же схемы Уран с фокусным расстоянием 750 мм, отверстием 1 : 3,5 и полем зрения 30°, что соответствует формату снимка 30 X 30 см\ масса объектива превышает 30 кг.

Разнообразное применение вд протяжении 30 лет находит вариант светосильного широкоугольного Урана с фокусным расстоянием 100 мм, отверстием 1 : 2,5 и полем зрения около 62°, что соответствует формату снимка 8 X 8 см. Этот объектив был разработан в двух разновидностях: Уран-10 , корригированный для оранжево-красной области, имея в виду его применение Со светофильтрами ЖФ-18, ОС-12 и КС-14 , и Уран-27 , корригированный для широкой сине-красной области спектра и могущий применяться без светофильтра.

В те годы, когда велись разработки этих объективов, отечественный каталог оптических стекол еще не содержал промышленно освоенных сверхтяжелых кронов типа лантановых. Это обстоятельство делало необходимым при разработке оптических схем Уранов применять в них обычные тяжелые кроны.